Способ очистки газа от сероводорода и двуокиси углерода
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15. 08. 80 (21) 2976043/23-26 (j1) М. Кд.з
В 01 0 53/14 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР оо делам изобретений и открытий
Опубликовано 300782. Бюллетень ¹ 28
Дата опубликования описания 3007.82 (531УДК 66.074. ..3. 74 (088. 8) 72 Авторы
C.М.Голянд, Ю.H.Ápoäñêèé, И.К.Решидов, В.Ю.Николаев (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОДА
И ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА
Изобретение относится к очистке от сероводорода газоь с относительно высоким содержанием двуокиси углерода (СО:Н>S>10}, находящихся под давленйем ) 20 атм, Очистка таких газов осуществляется при помощи циклических процессов с применением растворов алканоламинов, а именно моно- и диэтаноламина. При применении этих процессов. для целей дальнего газоснаГ>кения под.давлением 50-60 атм содержание сероводорода в очищенных газах достигает не выше 20 мг/нм, при этом происходит почти полное извлечение из газов и двуокиси углерода, поэтому при регенерации поглотительных растворов нагреванием получаются разбавленные сероводородные газы с высоким содержанием двуокими углерода (1).
Недбстатком этого способа является то, что переработка полученных газов в серу затруднена вследствие низкой концентрации сероводорода (ниже 10%).
Наиболее близким к предлагаемому го технической сущности и,цостигаемому эффекту является способ очистки газа от сероводорода и двуокиси углерода путем двухступенчатой абсорбции газа раствором трикалийфосфата с последующей регенерацией насыщенного абсорбента при 115-140оС.
В этом методе по схеме с нрасщепленным потоком" поглощение H
10 затем доочистка газа регенерированным раствором с низкой концентрацией трикалийфосфата, который после доочистки газа от Н S смешивается с крепким полурегенерированным раствором, поступающим на Очистку газа от Н2S. Регенерация насыщенного раствора йроизводится в верхней половине отгонной колонны не полностью.
Большая часть полурегенерированного крепкого раствора выводится из середины отгонной колонны и после охлахдения направляется для поглощения основного количества H Недостаток известного метода сравнительно грубая очистка газа от сероводорода. Так, для газов с давлением 21 атм при исходном содержании Н Ь 0,6Ъ и СО 13Ъ в очищенном газе остается 575 мг/нм сероводорода. Цель изобретения — повышение степени извлечения сероводорода. Поставленная цель достиагется тем, что согласно способу очистки газа от сероводорода и днуокими углерода путем двухступенчатой абсорбции раствором трикалийфосфата с госледующей регенерацией насыщенного абсорбента гри повышенной температуре, насыщенный абсорбент подвергают регенерации при 115-125ОC после чего его делят на дна потока, первый из которых н количестве 80 — 97Ъ возвращают на перную ступень обработки абсорбции, а второй направляют на глубокую регенерацию при 135-150 C.. а затем его смешивают с флегмой со стадии первичной регенерации, охлаждают и подают на вторую ступень абсорбции. При этом используют флегму, полученную при охлаждении парогазовой смеси на стадии первичной регенерации абсорбента, из которой предварительно удаляют примеси сероводорода и углекислого газа. Если при использовании известного метода для очистки газов с давлением 21 атм при исходном содержании H2S 0 6-о и СО 13Ъ (отношение CP : H 1 э в очищенном газе остается 575 мг/нм сероводорода, то при очистке такого газа.при давлении 55 атм содержание HzS в очи енном газе составляет 220 мг/нм . Таким образом, предлагаемый способ гозволяет повысить степень очистки газа н 2 раза. Указанные температурные интервалы регенерации раствора трикалийфосфата обусловлены требованием тонкой очистки газа от сероводорода (20 Mr/нм ) при знa÷èòåëüíî большей концентрации н газе двуокиси углерода. При применении селективного поглотителя, кроме извлечения из газа сероводорода, все же происходит поглощение части двуокиси углерода. При регенерации поглотительного раствора сравнительно легко происходит выделение сероводорода, днуокись углерОда гораздо труднее выделяется иэ раствора. Наличие двуокиси углерода в растворе повышает парциальное давление Н S и снижает степень очистки. Известно, что на полноту десорбции двуокиси углерода из щелочных поглотительных растворов существенно влияет температура регенерации. Так, для водных растнооов монозтаноламина повышение температуры регенерации со 120 до 135 С приводит к уменьшению концентрации дьуокиск углерода в регенеркронанном растворе от значения с =0,1 CO@ до — 0,06 моль/моль, а. гри 150 С до СО /С=О, 03 моль/моль (C концентрация щелочного реагента). Аналогичная зависимость характерна также для растворов трикалийфосфата. Поэтому для достижения тонкой очистки газов введена вторая ступень регенерации с повышением температуры до 135 †1 )О С. Подлежащие очистке природные газы (или генераторные газы) с отношением концентрации сероводорода к двуокиси углерода 1:10 — 1:50 под давлением до 50 ctTM направляетс.я н абсорбент барботажного типа, состоящий из двух секций. На орошение нижней секции подается регенериронанный раствор трикалийфосфата концентрацией 2,5 моль/л при 3050 С. Благодаря разнице н скоростях о 25 абсорбции сероводорода и двуокиси углерода (значения коэффициента массспередачи Н 8 более чем в 25 раз выше, чем двуокись углерода) происходит селективное поглощение 30 сероводорода на 90-95Ъ при одновременной очистке от СО2 на 10-15Ъ. Очищенные в этой реакции газы поступают но вторую секцию абсорбента, на орошение которой подается допол35 нительно peãåíåðèðor.àèíûé разбавленный раствор трикалийфосфата концентрацией 1 моль/л. В этой секции достигается тонкая очистка газа от сероводорода. Раствор из верхней 4ц секции перетекает в нижнюю, где смешивается с основным количеством поглотительного раствора. Из нижней секции абсорбента поглотительный раствор через экспанзер 45 и теплообменник подается на отгонную колонну первой ступени, где при 115-125 С происходит его регенерация. Часть регенериронанного раствора н количестве 3-10Ъ от общего подается через теплообменник на от-.онную колонну второй ступени, где о . при 140-150 С производится доголнительная оегенерация с целью более полной отгонки двуокиси углерода и сероводорода. Парогазовая смесь из отгонной колонны первой ступени поступает в конденсатор, где охлаждается до 40 C. кислые газы (смесь сероводорода. и двуокиси углерода) отделяются от 6О флегм в сепараторе и направляют на произьодство серы или серной кислоты, а флегма (сконденсированная о влага), имеющая температуру 60-70 C подается на верхнюю часть отгонной Я колонны второй ступени, отделенную 946620 Составитель Е.Корниенко Техред М. Гергель Корректор В.Бутяга Редактср Л.Филь Заказ 5393/11 Тираж 734 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, F-35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная,4 по раствору от основной части колонны глухой тарелкой, где иэ флегмы при 140 С ()TI oHHMTcR парогазовой смесью растворенные сероводород и двуокись углерода. Формула изобретения 1. Способ очистки газа от сероводорода и двуокиси углерода путем двухступенчатой абсорбции раствором трикалийфосфата с последующей регенерацией наснщенного абсорбента при повышенной температуре, о тлич ающи и сятем, что, с целью повышения степени извлечения сероводорода, насыщенный абсорбент подвергают регенерации при 115-125 С, после чего его делят на два потока, первый иэ которых в количестве 8097% возвращают на первую ступень абсорбции, а второй направляют на глубокую регенерацик при 135-150 С, а затем его смешивают с флегмой со стадии первичной регенерации, охлаждают и подают на вторую ступень абсорбции. 2. Способ по п.1, о т л и ч а юы и и с я тем, что используют флегму, полученную при охлаждении парогазовой смеси на стадии первичной регенерации абсорбента, из которой предварительно удаляют примеси сероводорода и углекислого газа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Николаев В.Ю., Плинер В.М., 15 ГРищенко В.Л. Развитие производства газовой серы на Мубарекском ГПЗ. 1 азовая промышленность. С., "Подготовка и переработка газа и газового конденсата".. М., 1960, вып.6, с.1-5. gp 2. Коуль A.Ë., Ризенфельд Ф.С. Очистка газа. М., "Недра", 1968, с.95-97 (прототип).
